Quantitative assessment of temperature effect on cone resistance
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ORIGINAL PAPER
Quantitative assessment of temperature effect on cone resistance Changho Lee • Raehyun Kim • Jong Sub Lee Woojin Lee
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Received: 2 September 2012 / Accepted: 6 December 2012 / Published online: 1 January 2013 Ó Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2012
Abstract The measurements of a strain gauge type cone penetrometer are influenced by the temperature change during penetration. A real-time temperature compensation technique using a fiber Bragg grating (FBG) sensor is suggested to correct the effect of temperature on cone tip resistance. A 7-mm micro cone penetrometer equipped with FBG sensors and electrical strain gauges was developed to evaluate the suggested technique. Design concepts include the cone configuration, sensor installation and the temperature compensation process. It is shown that the measured cone tip resistance is significantly affected by the temperature; the error increasing with increasing temperature change. The cone tip resistance measured by the FBG sensor is effectively corrected by the real-time compensation method. The qc profile of the strain gauge indirectly corrected by the re-penetration test is quite similar to the real-time compensated profile. It is concluded that the proposed real-time temperature compensation using the FBG sensor is an effective technique to obtain reliable cone tip resistance profiles. Keywords Cone penetrometer FBG sensor Temperature compensation Temperature effect Tip resistance
tempe´rature lors de la pe´ne´tration. Une technique de compensation de tempe´rature en temps re´el a` l’aide d’un capteur de Bragg est propose´e pour corriger l’effet de la tempe´rature sur la re´sistance de pointe. Un pe´ne´trome`tre a` coˆne, miniature, e´quipe´ d’un capteur de Bragg et d’un capteur de de´formation a e´te´ de´veloppe´ pour e´valuer la technique propose´e. Les concepts du dimensionnement comportent la configuration du coˆne, l’installation des capteurs et le dispositif de compensation de tempe´rature. Il est montre´ que la re´sistance de pointe du coˆne est significativement affecte´e par la tempe´rature, l’erreur augmentant avec les variations de tempe´rature. La re´sistance de pointe du coˆne mesure´e par le capteur de Bragg est efficacement corrige´e par le dispositif de compensation de tempe´rature en temps re´el. Le profil qc du capteur de de´formation indirectement corrige´ par le test de re-pe´ne´tration est tout a` fait similaire au profil compense´ en temps re´el. On en conclut que le dispositif de compensation de tempe´rature en temps re´el utilisant le capteur de Bragg, est une technique efficace pour obtenir des donne´es fiables a` partir de profils de re´sistance d’un pe´ne´trome`tre a` coˆne. Mots cle´s Pe´ne´trome`tre a` coˆne Capteur de Bragg Compensation de tempe´rature Effet de la tempe´rature Re´sistance de pointe
Re´sume´ Les mesures d’un pe´ne´trome`tre a` coˆne a` capteur de de´formation sont influence´es par les variations de Introduction C. Lee J. S. Lee W. Lee (&) School of Civil, Environmental, and Architec
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